Cравнение сталей 20ГЛ и 30ХМЛ

Среди аудитории клиентов МЗТА при заказе арматуры часто возникает вопрос выбора стали для корпусных деталей хладостойкой трубопроводной арматуры. Выбор в пользу того или иного материала зависит от многих факторов, таких как, условия эксплуатации, температура среды, экономическая целесообразность применения и т.д.

По обращениям клиентов, специалисты МЗТА в качестве примера для выбора стали провели сравнение сталей 20ГЛ и 30ХМЛ для применения их в качестве материала корпусов арматуры хладостойкого исполнения.

Хладостойкое исполнение согласно ГОСТ 15150-69 обозначается ХЛ и имеет нижнее значение температуры воздуха в рабочем режиме −60°С. По нижнему значению температуры воздуха выбор стали определяется стандартом СТ ЦКБА 005.1 «Металлы, применяемые в арматуростроении. Основные требования к выбору материалов».

Согласно СТ ЦКБА 005.1 (стр.12) Сталь 20ГЛ предназначена для деталей арматуры в хладостойком исполнении с нижним значением температуры окружающего воздуха −60°С.

Информация о применимости стали 30ХМЛ в СТ ЦКБА 005.1 отсутствует, что говорит об отсутствии однозначной возможности ее применения для исполнения ХЛ трубопроводной арматуры. Ближайшим аналогом стали 30ХМЛ, допустимой к применению для отливок трубопроводной арматуры является сталь 20ХМЛ, для которой согласно СТ ЦКБА 005.1 (стр.13) нижнее значение температуры воздуха равно −40°С, что говорит о недопустимости ее применения для исполнения ХЛ.

Таким образом, исходя из требований СТ ЦКБА 005.1 к сталям климатического исполнения ХЛ выбор в пользу стали 20ГЛ является однозначно обоснованным, в то время как применение для исполнения ХЛ стали 30ХМЛ не является однозначным и обоснованным..

Другим немаловажным фактором при выборе стали 20ГЛ стала экономическая целесообразность ее применения. Стоимость отливок из стали 20ГЛ ниже, чем из стали 30ХМЛ за счет меньшего количества легирующих элементов в стали 20ГЛ, а также за счет отсутствия в химическом составе стали 20ГЛ такого дорогостоящего элемента как хром (согласно ГОСТ 977-88 «Отливки стальные. Общие технические условия»). В этой связи, можно отметить что если трубопроводная арматуры из стали 30ХМЛ по стоимости дешевле трубопроводной арматуры из стали 20ГЛ, это дополнительный лишний повод задуматься о качестве отливок из стали 30ХМЛ и допустимости их применения в исполнении ХЛ

Ниже приведено сравнение сталей 20ГЛ и 30ХМЛ в табличном формате.

Сталь 20ГЛ

         

Сталь 30ХМЛ

 1. Химический состав согласно ГОСТ 977-88 массовая доля элемента, %

C Mn Si P S Cr
0,25-0,35 1,2-1,6 0,2-0,4 0,04 0,04 -
 
C Mn Si P S Cr
0,25-0,35 0,5-0,8 0,2-0,5 0,04 0,04 0,8-1,2

Меньшее количество легирующих элементов — снижение стоимости отливки

 

Большее количество легирующих элементов — увеличение стоимости отливки

2. Физические свойства

Категория прочности

Предел текучести, Ϭт, МПа

Временное сопротивление, ϬвМПа
К25 275 540
Относительное удлинение δ% Относительное сужение ψ,% Ударная вязкость KCV, Дж/см2
18 25 20
 
Категория прочности

Предел текучести, Ϭт, МПа

Временное сопротивление, ϬвМПа
К25 285 530
Относительное удлинение δ% Относительное сужение ψ,% Ударная вязкость KCV, Дж/см2
18 25 12,4

 

Соответствует требованиям СТ ЦКБА 005.1 для деталей арматуры в северном исполнении с обязательным испытанием ударной вязкости              KCV-60≥20 Дж/см2

  Согласно требований Ст ЦКБА 005.1 для ближайшего аналога 20ХМЛ минимальная температура применения равна −40°С
3. Область применения согласно ГОСТ 977-88
«...детали, к которым предъявляются требования по прочности и вязкости, работающие под дейстаием статических и динамических нагрузок»   Информация отсутствует

 

4. Соответствует техническим условиям МЗТА на арматуру

Да, для климатических условий ХЛ1

 

Информация отсутствует

Таким образом, сталь 20ГЛ является надежным и экономичным материалом для корпусных деталей трубопроводной арматуры исполнения ХЛ.